Análise da atividade da água em alimentos para animais com Visum Palm™ NIR portátil

A atividade da água (Aw) é uma medida mais precisa do que o teor de humidade para prever a estabilidade microbiológica e o prazo de validade dos alimentos para animais. A atividade da água é definida como a razão entre a pressão de vapor da água no alimento e a pressão de vapor da água pura à mesma temperatura. É expressa numa escala de 0 a 1, em que 1 indica a presença de água pura.

Nos alimentos para animais, o valor típico de Aw situa-se entre 0,2 e 0,7 para produtos secos, o que permite uma maior estabilidade durante a armazenagem. Quando a atividade da água é superior a 0,7, o crescimento de microrganismos, tais como bolores e bactérias patogénicas, é facilitado.

Assim, manter a atividade da água abaixo de 0,70 é crucial para evitar o crescimento microbiano e garantir a segurança dos alimentos para animais.

^{À esquerda: Curva de regressão resultante para Aw – amostras de calibração (cinzento) e amostras de validação (azul) Direita: Teste de permutação de Fisher-Pitman para determinar o risco de sobreajuste do modelo Aw.}

O método tradicional mais comum na indústria para medir o teor de água nos alimentos para animais é a secagem em forno ou fogão. Este procedimento envolve os seguintes passos:

• Amostra de alimento: É extraída e pesada uma quantidade específica de amostra.
• Secagem: A amostra é colocada numa estufa a uma temperatura constante (normalmente entre 105°C e 110°C) durante um determinado período de tempo (normalmente entre 2 e 4 horas).
• Cálculo do teor de água: No final da secagem, a amostra é novamente pesada e a perda de peso é calculada como a quantidade de água evaporada.

Este método é largamente utilizado devido à sua exatidão e simplicidade, embora seja moroso, trabalhoso e exija muita mão de obra em termos de amostragem e preparação da amostra.

Para o desenvolvimento do modelo preditivo para a determinação da atividade da água, trabalhámos em estreita colaboração com um reputado fabricante mexicano de alimentos para animais de estimação. Foi utilizado um total de 345 amostras de calibração no intervalo 0,1 – 1 Aw, das quais 20% foram automaticamente separadas pelo software Model Builder Visum Master™ para validação interna do método NIRS.

Como o processamento dos dados (espectros e referências laboratoriais) é totalmente automatizado, o próprio software executa e aplica a rotina de processamento e as parametrizações mais convenientes de acordo com os dados de entrada. No final, aplica automaticamente um teste de permutação para verificar se o modelo resultante é útil para a análise de amostras futuras e se não é o produto de um sobreajuste, o que é conhecido como risco de sobreajuste, um indicador de confiança no método analítico.

Em resultado, o modelo desenvolvido para prever a atividade da água nos alimentos para animais produziu um coeficiente de correlação (R²) de 0,96 e um RMSEP (root mean squared error of prediction) de ± 0,04. Isto valida a utilização do analisador NIR portátil Visum Palm™ como um método em tempo real (< 3 segundos) para determinar a atividade da água em alimentos para animais e rações como uma alternativa muito mais eficiente ao método tradicional.

O controlo do teor de água e da atividade da água nos alimentos para animais é essencial para a segurança alimentar por várias razões:

• Prevenção do crescimento microbiano: Os microrganismos necessitam de água livre para crescerem e se reproduzirem. Se o teor de humidade e a Aw forem demasiado elevados, isto facilita o crescimento de agentes patogénicos como a Salmonella, E. coli e bolores, que podem causar doenças tanto nos animais como nos seres humanos, uma vez que estão ligados à cadeia alimentar.
• Conservação do produto: Um alimento com atividade de água controlada tem um prazo de validade mais longo. O crescimento microbiano e as reacções químicas que causam a deterioração dos nutrientes são minimizados quando a Aw se encontra nos níveis ideais.
• Controlo de toxinas: Uma má gestão do teor de água pode permitir o aparecimento de toxinas fúngicas, como as aflatoxinas, que podem ser altamente perigosas para os animais e, por conseguinte, para a cadeia alimentar humana.
• Manutenção da qualidade nutricional: Um nível de humidade adequado garante que os nutrientes presentes nos alimentos permanecem estáveis. A oxidação da gordura e a degradação das vitaminas são aceleradas em condições de humidade elevada, o que reduz a qualidade nutricional da ração.
• Custos e eficiência: Um teor de água controlado reduz as perdas económicas, uma vez que os alimentos para animais terão uma melhor estabilidade durante o transporte e o armazenamento, reduzindo o risco de perdas devido a contaminação ou deterioração.

^{Analisador portátil ou de laboratório Visum Palm™}

O controlo do teor de água e da atividade da água nos alimentos para animais é vital não só para manter a qualidade nutricional dos alimentos, mas também para garantir a segurança alimentar e evitar os riscos associados ao crescimento microbiano e à contaminação.

Os métodos tradicionais de análise, tais como a secagem em estufa, fornecem ferramentas essenciais para manter estes factores sob controlo, mas consomem muitos recursos e tempo em comparação com a análise da atividade da água utilizando a espetroscopia de infravermelhos NIRS.

O analisador portátil Visum Palm™ é capaz de prever a Aw em amostras de alimentos para animais em menos de 3 segundos com uma precisão de ± 0,04, contribuindo para uma gestão adequada da atividade da água durante o processo de produção, o que é fundamental para garantir a qualidade dos alimentos para animais, a saúde animal e a sustentabilidade da produção alimentar. Como analisador multiparamétrico portátil ou de bancada (laboratório), pode ser utilizado simultaneamente para determinar o teor de humidade, gordura e fibra, para mencionar os parâmetros mais importantes na produção de alimentos para animais de companhia, constituindo assim uma ferramenta fundamental para controlos analíticos e de produto eficientes, mesmo para matérias-primas agro-alimentares.